Fusion ioMemory PX600 是第三代 PCIe 應用加速器，強調耐用性和性價比。 PX600 和 其以價值為導向的 SX300 兄弟姐妹 包括 Fusion 的新“Atomic 系列”，它本質上是一個硬件平台，具有兩種不同的 NAND 過度配置方案，這導致兩個驅動器的性能和耐用性不同。 因此，我們將同時發布對這兩個驅動器的評論。
Fusion ioMemory PX600 是第三代 PCIe 應用加速器，強調耐用性和性價比。 PX600 和 其以價值為導向的 SX300 兄弟姐妹 包括 Fusion 的新“Atomic 系列”，它本質上是一個硬件平台，具有兩種不同的 NAND 過度配置方案，這導致兩個驅動器的性能和耐用性不同。 因此，我們將同時發布對這兩個驅動器的評論。
Atomic 系列採用了一種簡化的主機內閃存方法； 儘管前幾代 Fusion 的應用加速器已提供各種 MLC 和 SLC NAND 風格以及單個或多個控制器，但這些產品通過兩個僅支持 MLC 的分支簡化了決策過程，每個分支都利用一個控制器。 換句話說，因為 PX600 和 SX300 使用相同的控制器平台和相同的原始 NAND，以相同的方式配置相同數量的原始存儲將在兩個驅動器之間產生相似或相同的性能。
Fusion ioMemory PX600 是新的主力，旨在為傾向於混合讀/寫工作負載的高性能應用程序提供最高的事務處理率。 PX600 具有 1TB、1.3TB 和 2.6TB 容量的 HHHL 外形尺寸以及 5.2TB 的 FHHL 外形尺寸選項，所有接口均通過 PCIe 2.0 x8。
雖然整體產品陣容已經簡化，但核心 Fusion 架構卻沒有。 兩種設計均採用可編程 FPGA，與 ASIC 設計相比，可提供更大的長期靈活性和更新支持。 雖然新 Atomic 系列中的所有驅動器都使用 MLC，但 Fusion-io 這次已遷移到更小的 20 納米光刻技術。 然而，更小的 NAND die 是一把雙刃劍； 縮小允許容量增加（在 PX5.2 中高達 600TB），但它也帶來了新的工程挑戰。
PX600 可以利用 Fusion 的專有技術，包括 Adaptive Flashback，它通過在多個 NAND 故障的情況下保持驅動器在線及其數據安全來提高 NAND 芯片故障容忍度。 在這種情況下，ioMemory PX600 可以在不離線的情況下重新映射和恢復。 該驅動器通過 Fusion-io 的 VSL（虛擬存儲層）軟件與主機操作系統集成，提供對存儲在 PX600 上的數據的本地訪問。
Fusion-io ioMemory PX600 提供五年保修，最高可達每張卡使用的最大耐用度。 我們的評測單元是2.6TB容量的卡。
Fusion ioMemroy PX600 規格
- 容量
- 1TB (PX600-1000)
- 讀取帶寬：2.7GB/s
- 寫入帶寬：1.5GB/s
- 隨機讀取 IOPS 4K：196,000
- 隨機寫入 IOPS 4K：320,000
- 讀取訪問延遲：92µs
- 寫訪問延遲：15µs
- 耐力：12PBW
- 1.3TB (PX600-1300)
- 2.6TB (PX600-2600)
- 5.2TB (PX600-5200)
- 1TB (PX600-1000)
- 20納米MLC NAND
- PCIe 2.0 x8 接口
- 重量：5.2 盎司（5.2TB 7.25 盎司）
- 保修：5 年（或使用的最大耐力）
- 功率要求：25W
- 溫度
- 操作：0°C – 55°C
- 非運行時：-40°C – 70°C
- 氣流：300 (LFM)2
- 濕度：非冷凝 5 – 95%
- 海拔
- 運行：-1,000 英尺至 10,000 英尺
- 非運行：-1,000 英尺至 30,000 英尺
- 操作系統
- 微軟：Windows Server 2012 R2、2012、2008 R2 SP1
- Linux：RHEL 5/6、SLES 11、OEL 5/6、CentOS 5/6、Debian Squeeze、Ubuntu 12/13
- Unix：Solaris 11.1/11 x64、Solaris 10 U11 x64
- 管理程序：VMware ESXi 5.0/5.1/5.5、Windows Server 2012 Hyper-V、2012 R2 Hyper-V
設計和建造
Fusion-io Atomic 系列 PX600 是一款單控制器 PCIe 應用加速器，具有 HHHL 和 FHHL 外形規格。 對於 1-2.6TB 版本，該卡具有更小的 HHHL 外形尺寸，幾乎可以普遍適用於市場上的服務器。 更大容量的 5.2TB 型號 (FHHL) 需要更大的高度來安裝額外的 NAND，儘管它仍然適用於市場上的大多數服務器，只是不是所有插槽。
新的 Atomic 系列 PX600 卡類似於 Fusion-io 以前的應用加速器，利用 FPGA 控制器，能夠利用主機資源。 Fusion-io 聲稱這提供了更接近 CPU 的更低延遲性能。 與 ioDrive2 系列相比的一個小區別是，最新型號都沒有使用兩個控制器（之前在 Duo SLC 和 MLC 產品中發現過）。 這有助於節省功耗，更不用說它為用戶提供了一個單一的存儲池，而不是兩個他們需要一起條帶化的存儲池。
Fusion-io 還取消了 PX600 卡上的任何外部電源連接，這在第一代和第二代型號上已經出現。 這樣做的原因是舊型號在更高性能模式下可能會消耗更多功率，並且某些服務器無法在高於最低 PCIe 功率規格的情況下安全運行。 然而，目前市場上的服務器支持更高的功率需求，因此 Fusion-io 包括通過插槽本身啟用更高功率模式的能力。
測試背景和比較
Fusion-io ioMemory PX600 是單個 FPGA 控制器和帶有 PCIe 2.0 x8 接口的英特爾 MLC NAND。
本次審查的可比性：
- 融合-io SX300 （3.2TB，1x FPGA 控制器，MLC NAND，PCIe 2.0 x8）
- Fusion-io ioDrive2 （1.2TB，1x FPGA 控制器，MLC NAND，PCIe 2.0 x4）
- Fusion-io ioDrive2 雙核 （2.4TB，2 個 FPGA 控制器，MLC NAND，PCle 2.0 x8）
- Fusion-io ioDrive2 雙核 （1.2TB，2 個 FPGA 控制器，SLC NAND，PCle 2.0 x8）
- Fusion-io ioScale （3.2TB，1x FPGA 控制器，MLC NAND，PCIe 2.0 x4）
- 華為Tecal ES3000 （2.4TB，3 個 FPGA 控制器，MLC NAND，PCIe 2.0 x8）
- 英特爾SSD 910 （800GB，4 個英特爾 EW29AA31AA1 控制器，MLC NAND，PCIe 2.0 x8）
- LSI Nytro WarpDrive（800GB，4 個 LSI SandForce SF-2500 控制器，MLC NAND，PCle 2.0 x8）
- 記憶 PBlaze3H （2.4TB，2 個 FPGA 控制器，MLC NAND，PCIe 2.1 x8）
- 記憶 PBlaze3L （1.2TB，1x FPGA 控制器，MLC NAND，PCIe 2.1 x8）
- 美光P320h （700GB，1 個 IDT 控制器，SLC NAND，PCIe 2.0 x8）
- 美光P420m （1.6TB，1x IDT 控制器，MLC NAND，PCIe 2.0 x8）
- OCZ ZD-XL 閃光燈 （1.6TB，8 個 LSI SandForce SF-2500 控制器，MLC NAND，PCle 2.0 x8）
- Virident FlashMAX II （2.2TB，2x FPGA 控制器，MLC NAND，PCIe 2.0 x8）
所有 PCIe 應用加速器都在我們的第二代企業測試平台上進行了基準測試，該平台基於 聯想ThinkServer RD630. 對於綜合基準，我們利用 菲奧 Linux 版本 2.0.10 和 Windows 版本 2.0.12.2。 在我們的綜合測試環境中，我們使用時鐘速度為 2.0GHz 的主流服務器配置，儘管具有更強大處理器的服務器配置可以產生更高的性能。
- 2x Intel Xeon E5-2620（2.0GHz，15MB 緩存，6 核）
- 英特爾 C602 芯片組
- 內存 – 16GB (2x 8GB) 1333Mhz DDR3 Registered RDIMM
- Windows Server 2008 R2 SP1 64 位或 CentOS 6.3 64 位
- 100GB 美光 P400e 啟動固態硬盤
- LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0GB/s HBA（用於啟動 SSD）
- LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0GB/s HBA（用於基準測試 SSD 或 HDD）
應用性能分析
為了了解企業存儲設備的性能特徵，必須對實時生產環境中的基礎架構和應用程序工作負載進行建模。 因此，我們對 ioMemory SX300 的前三個基準測試是 MarkLogic NoSQL 數據庫存儲基準, 通過 SysBench 的 MySQL OLTP 性能 Microsoft SQL Server OLTP 性能 具有模擬的 TCP-C 工作負載。
我們的 MarkLogic NoSQL 數據庫環境需要四個一組的 SSD，可用容量至少為 200GB，因為 NoSQL 數據庫的四個數據庫節點需要大約 650GB 的空間。 我們的協議使用 SCST 主機並在 JBOD 中呈現每個 SSD，每個數據庫節點分配一個。 測試在 24 個間隔內重複進行，總共需要 30-36 小時。 MarkLogic 記錄每個 SSD 的總平均延遲以及間隔延遲。
ioMemory PX600 在 NoSQL 基準測試期間為獲得最佳性能而過度配置時的平均延遲為 1.527 毫秒。 與 SX300 相比，結果非常相似，兩個驅動器都在這個大型數據集中擁有最好的加速器。
在 NoSQL 基準測試期間，PX600 保持了非常低的事務延遲，只有少數峰值超過 10 毫秒。
我們的 通過 SysBench 進行 Percona MySQL 數據庫測試 衡量 OLTP 活動的性能。 在此測試配置中，我們使用一組 聯想 ThinkServer RD630s 並將數據庫環境加載到單個 SATA、SAS 或 PCIe 驅動器上。 該測試測量平均 TPS（每秒事務數）、平均延遲以及 99 到 2 個線程範圍內的平均 32% 延遲。 Percona 和 MariaDB 可以在其數據庫的最新版本中使用 Fusion-io 閃存感知應用程序加速 API，儘管出於比較的目的，我們在“傳統”塊存儲模式下測試了每個設備。 Fusion-io PX600 與 SX300 一起名列前茅，ioDrive2 的平均 TPS 從 435 線程時的大約 2TPS 擴展到 3,250 線程時的超過 32TPS。
SysBench 中 Fusion-io PX600 的平均延遲講述了一個類似的故事，它從 5 個線程的略高於 2 毫秒擴展到 10 個線程的大約 32 毫秒。
在我們的 SysBench 測試中比較第 99 個百分位數的延遲時，Fusion-io PX600 再次擊敗競爭對手（連同其得分略高的 SX300 兄弟），在 18 線程時保持在 32 毫秒以下。
StorageReview 的 Microsoft SQL Server OLTP 測試協議 採用事務處理性能委員會基準 C (TPC-C) 的當前草案，這是一種在線事務處理基準，模擬複雜應用程序環境中的活動。 TPC-C 基準比綜合性能基準更接近於衡量數據庫環境中存儲基礎設施的性能優勢和瓶頸。 我們的 SQL Server 協議使用 685GB（3,000 規模）的 SQL Server 數據庫，並測量 30,000 個虛擬用戶負載下的事務性能和延遲。
PX600 能夠以 6320.5TPS 與其他產品保持同步，但 ioDrive2 Duo MLC 仍以 6322.8TPS 保持最佳表現。
對於我們在 MarkLogic NoSQL 數據庫基準測試中的總體平均延遲排名，Fusion PX600 擁有出色的性能，響應時間為 3.0 毫秒，與其他 Fusion-io 解決方案的性能並列。
企業綜合工作負載分析
閃存性能在每個存儲設備的整個預處理階段各不相同。 我們的綜合企業存儲基準流程從分析驅動器在徹底的預處理階段的運行方式開始。 每個可比較的驅動器都使用供應商的工具進行安全擦除，在 16 個線程的重負載下使用相同的工作負載預處理到穩定狀態，每個線程有 16 個未完成隊列，然後按設定的時間間隔進行測試在多個線程/隊列深度配置文件中顯示輕度和重度使用情況下的性能。
- 預處理和初級穩態測試：
- 吞吐量（讀+寫 IOPS 聚合）
- 平均延遲（讀+寫延遲一起平均）
- 最大延遲（峰值讀取或寫入延遲）
- 延遲標準偏差（讀+寫標準偏差一起平均）
我們的企業綜合工作負載分析包括兩個基於實際任務的配置文件。 開發這些配置文件是為了更容易與我們過去的基準測試以及廣泛發布的值（例如最大 4k 讀寫速度和 8k 70/30，通常用於企業硬件）進行比較。
- 4k
- 100% 讀取或 100% 寫入
- 100% 4k
- 8k 70/30
- 70% 讀取，30% 寫入
- 100% 8k
我們的第一個測試測量 100% 4k 隨機寫入性能，負載為 16T/16Q。 在這種情況下，Fusion-io PX600 是 Stock Linux 中記錄的最慢的解決方案，而 HP Linux 環境顯示出一些改進並超過了 ioDrive2 MLC Stock Linux。
當在相同設置下使用 Windows 時，當塵埃落定時，結果非常相似，HP Windows 中的 PX600 排名第四。 HP Windows 中的 ioDrive2 再次成為最佳 Fusion-io 解決方案。
在我們使用重 16T/16Q 負載進行的整體延遲測試中，Fusion-io PX600 顯示出最高的平均延遲。 在 HP Linux 中，性能要好得多，到最後達到了大約 1.8 毫秒的結果。 華為 ES3000 顯示出最低的平均延遲，儘管它是排行榜中最不穩定的。
在同一基準測試的 Windows 場景中，使用 HP Windows 的 PX600 位居第三，在 Stock Windows 中擊敗了 ioDrive2 Duo。 此外，華為 ES3000 從最不穩定（在 Linux 中）變為最穩定（在 Windows 中）。
PX600 在 Stock 和 HP Linux 環境中的最大響應時間非常相似。 此外，它是迄今為止排行榜上最穩定的解決方案之一，特別是與上一代 Fusion-io 兄弟相比，後者在整個過程中都有巨大的峰值。
在相同基準測試的 Windows 環境中，PX600 在 Stock 和 HP 配置方面表現出更多的不一致性，儘管它仍然比上一代 Fusion-io 解決方案好得多。
轉到我們的標準偏差基準測試，該基準測試仔細研究了我們 4k 隨機寫入工作負載中的延遲一致性，我們的 HP Linux 配置顯示了 PX600 的最佳結果。 儘管原廠配置和惠普配置在 80 分鐘時都顯示出明顯的峰值，但在接下來的測試中它們都趨於穩定。
Windows 環境測試講述了一個類似的故事，PX600 結果顯示比 ioDrive2 解決方案更加一致的行為。
經過 12 小時的預處理後，Fusion-io PX600 提供了良好的 4k 隨機讀取性能，分別為 313,051IOPS 和 311,728IOPS（分別為 HP 和 Stock），寫入速度為 180,146IOPS 和 146,004IOPS（分別為 HP 和 Stock）。 美光 P420m 擁有最佳讀取吞吐量。
在 Windows 環境中，PX600 的速度稍有下降，Stock 讀寫吞吐量分別為 283,139IOPS 和 136,379IOPS。 在惠普，它的讀取性能為 292,520IOPS，寫入性能為 283,139IOPS。 這些數字低於 ioDrive2 Duo。
轉到 Linux 環境中的整體延遲，PX600 HP 在讀取功能（0.81 毫秒）方面顯示出不錯的平均延遲，儘管它是寫入列（1.75 毫秒）中更好的解決方案之一。 在 Stock Linux 中，PX600 的延遲略高，讀取時間為 0.82 毫秒，寫入時間為 1.75 毫秒。
當使用 Windows 測試平均延遲時，結果顯示 HP 的讀取時間為 0.9ms，寫入時間為 1.29ms，HP 的讀取時間為 0.9ms，寫入時間為 1.87ms。
PX600 Stock Linux 的最大讀取延遲僅為 12.11 毫秒，寫入延遲為 13.07 毫秒，令人印象深刻，而 HP Linux 的讀取延遲為 12.30 毫秒，寫入延遲為 13.90 毫秒。 這些結果比上一代 ioDrive2 Duo 好很多（尤其是在寫入方面）。
在 Windows 中進行測試時，結果要高得多，讀取時間為 277.97 毫秒，寫入時間為 207.16 毫秒（Stock），讀取時間為 383.24 毫秒，寫入時間為 209.74 毫秒（HP）。
查看其在 Linux 中的標準偏差時，PX600 的讀取時間為 0.317 毫秒，寫入時間為 1.099 毫秒（HP），讀取時間為 0.317 毫秒，寫入時間為 1.631 毫秒（Stock）。 這足以將它放在包的中間，但它仍然落後於 ioDrive2 Duo。
在 Windows 環境中，我們記錄了與 PX600 的標準偏差，讀取時間為 0.516 毫秒，寫入時間為 2.096 毫秒（Stock），讀取時間為 0.542 毫秒，寫入時間為 1.461 毫秒（HP），將其放置在包裝底部附近和 ioDrive2 Duo 的後面閱讀專欄。
在我們的下一個工作負載中，我們查看具有 8/70 讀/寫混合比率的 30k 配置文件。 在這種情況下，Fusion-io PX600（庫存）以 340,000+IOPS 的爆發開始，然後減慢到大約 137,000IOPS 的速度。 在大多數基準測試中，HP Linux 的性能幾乎完全反映了股票，但最終以更高的吞吐量告終。 Stock 和 HP Linux 讀數均優於 ioDrive2 Duo 讀數。
在同一測試的 Windows 環境下，結果幾乎相同（雖然速度稍慢），華為 ES3000 再次位居榜首。
在我們的 600K 1.0/8 預處理測試開始時，Fusion-io PX70 在兩種模式下的平均延遲低於 30 毫秒，並且在峰值時都徘徊在 1.7 毫秒左右。 ioDrive2 Duo (Stock Linux) 的整體延遲最高。
在 Windows 環境中的總體延遲結果非常相似，在我們的測試結束時，PX600 HP 以略低於 1.8 毫秒的成績位居第二。 庫存中的 ioDrive2 Duo 是這裡最慢的卡。
在我們的 8k 70/30 測試期間，Micron P420m Linux 提供了最佳的峰值響應時間。 同樣，PX600 驅動器（Stock 和 HP）顯示出非常好的峰值延遲性能，而 ioDrive2 Duo 始終顯示相當高的峰值。
然而，在我們的 Windows 環境中，PX600 解決方案顯示出最高的峰值延遲，而 ioDrive2 Duo 顯示出更一致的結果之一，除了最後的幾個峰值。
Fusion-io PX600 HP/Stock Linux 的延遲一致性始終優於上一代模型（沒有重大峰值），在我們的測試結束時徘徊在 1.0 毫秒左右。
在 Windows 環境中，PX600 配置再次發布了不錯的數字，而 ioDrive2 Duo 的延遲始終不一致。
與我們在 16% 16k 寫入測試中執行的固定 100 線程、4 隊列最大工作負載相比，我們的混合工作負載配置文件可在各種線程/隊列組合中擴展性能。 在這些測試中，我們將工作負載強度從 2 個線程和 2 個隊列擴展到 16 個線程和 16 個隊列。 在擴展的 8k 70/30 測試中，Fusion-io PX600 HP Linux 表現出色，以 170,000IOPS 左右的速度在排行榜上名列前茅，緊隨其後（儘管仍然遠遠落後於令人印象深刻的華為 ES3000）。 ioDrive2 表現接近底部。
我們的 Windows 環境講述了類似的故事，Fusion-io PX600 (HP) 在同類產品中排名第二。
測試平均延遲時的結果基本一致，PX600 HP Linux 位居第二（Stock Linux 的性能相當接近）。 華為再次成為表現最好的。
Fusion-io PX600 在 Windows 中的平均延遲再次令人印象深刻，HP 環境的延遲不到 1.8 毫秒。 使用 Stock Windows 的 PX600 在測試結束時徘徊在 2.0 毫秒左右。
Fusion-io PX600 的兩種配置均未顯示任何主要的最大延遲峰值，並且在整個測試期間，兩個峰值均保持在 19 毫秒以下。
Windows 環境中的最大延遲對於 PX600 來說不太一致，在整個基準測試中出現了一些主要峰值。
Fusion-io PX600 HP Linux 的標準偏差非常令人印象深刻（Stock 緊隨其後），無論是總體上還是與 ioDrive2 Duo 結果相比。
總體標準偏差結果在 Windows 環境中幾乎相同（PX600 表現異常出色），儘管在接近尾聲時某些解決方案出現了一些更高的峰值。
結論
Fusion-io Atomic 系列 PX600 是 Fusion-io (SanDisk) 的第三代 PCIe 應用程序加速器。 它旨在通過提供令人難以置信的低延遲和充足的耐用性來顯著改進任務關鍵型應用程序。 PX600 提供 PCIe 2.0 x8 接口，提供 1TB、1.3TB、2.6TB（所有 HHHL）和 5.2TB（FHHL）的容量。 PX600 沿襲了過去 Fusion-io 型號的腳步，使用現場可編程門陣列 (FPGA) 來管理其 NAND。 因此，PX600 的適應性很強，Fusio-io 可以通過軟件更新做（和改進）許多不同的事情（包括通過重新編程修復錯誤的能力，減少非經常性工程成本）。
與之前的 Gen2 卡相比的核心變化之一是轉向更小的 NAND 封裝。 這種遷移可能會有問題，因為較小的光刻 NAND 往往更難處理，從而影響性能。 但是，增加的密度會產生更高容量的卡。 當我們查看 PX600 的性能時，該卡在綜合測試中放棄了一點，但此類測試的價值很小。 在企業方面更為重要的應用程序測試中，該卡表現出色。
在我們的 Microsoft SQL Server TPC-T 測試中，平均延遲與之前的版本幾乎相同，僅略低於最佳結果。 在我們的 MarkLogic NoSQL 基準測試中，整體平均延遲的改善超出了 ioDrive2 Duo 的能力範圍。 我們還在 MySQL Sysbench 測試中註意到了存儲性能，其中 PX600 使用雙控制器 Memblaze 應用程序加速器實現了跨越式發展，儘管 PX600 使用的是單控制器設計。 PX600 表現出弱點的主要領域是在我們的綜合測試陣容中，事實證明，隨著每個新一代產品的發布，它的相關性降低了。 我們看到越來越多的設備在我們的傳統 4k 或 8k 70/30 測試中表現出弱點，但在我們的應用程序測試中證明非常有競爭力。
優點
- 儘管 NAND 芯片縮小面臨挑戰，但性能與上一代產品相當
- 優秀的驅動管理軟件
- 針對應用程序性能和耐用性進行了調整
缺點
- Windows 與 Linux 中仍然存在一些峰值延遲問題
底線
Fusion ioMemory PX600 提供高達 5.2TB 的 PCIe 存儲，專為對延遲敏感的企業應用程序進行調整。 PX600 提供同類領先的 SQL Server 延遲，同時為希望在不妥協的情況下兼顧性能、容量和壽命的企業提供強大的耐用性。
